第一篇：溫度采集,,實(shí)驗(yàn)報(bào)告

課

程

設(shè)

計(jì)

任

務(wù)

書(shū)

題 題

目

基于Ａ0 D590 得溫度測(cè)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)

系 系

（（部 部)

信息科學(xué)與電氣工程學(xué)院

專(zhuān) 專(zhuān)

業(yè)

電氣工程及其自動(dòng)化

班 班

級(jí)

電氣 092

學(xué)生姓名

劉玉興

學(xué) 學(xué)

號(hào)

090 ８192 １0

月

日至

月

日

共

周 周指導(dǎo)教師（簽字)

系 系 主 任 任（簽字)

****年**月**日 一、設(shè)計(jì)內(nèi)容及要求 在單片機(jī)實(shí)驗(yàn)臺(tái)上實(shí)現(xiàn)智能溫度采集系統(tǒng)得設(shè)計(jì).要求利用溫度傳感器 AD5９0 采集溫度信號(hào),并調(diào)理放大采集到得電壓信號(hào)，用ＡDC0８09 進(jìn)行電壓轉(zhuǎn)換,實(shí)現(xiàn)溫度采集,并將采集溫度用數(shù)碼管靜態(tài)方式顯示出來(lái)。

設(shè)計(jì)內(nèi)容包括：1）AＤ590 溫度采集電路;２)ADＣ08０9 接口電路;3)數(shù)碼管靜態(tài)方式實(shí)時(shí)顯示溫度;４)可按鍵設(shè)置報(bào)警上下限。

設(shè)計(jì)要求:1)能演示;2)能回答答辯過(guò)程中提問(wèn)得問(wèn)題;３）完成設(shè)計(jì)報(bào)告.二、設(shè)計(jì)原始資料 單片機(jī)原理及應(yīng)用教程

范立南

２006 年 １月 單片機(jī)原理及應(yīng)用教程

劉瑞新

200３年 07 月

三、設(shè)計(jì)完成后提交得文件與圖表

１.計(jì)算說(shuō)明書(shū)部分 1)方案論證報(bào)告打印版或手寫(xiě)版 2)程序流程圖 3)具體程序

2.圖紙部分: 具體電路原理圖打印版

四、進(jìn)程安排

教學(xué)內(nèi)容

地點(diǎn) 資料查閱與學(xué)習(xí)討論

現(xiàn)代電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)室 分散設(shè)計(jì)

現(xiàn)代電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)室 編寫(xiě)報(bào)告

現(xiàn)代電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)室 成果驗(yàn)收

現(xiàn)代電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)室

五、主要參考資料 《電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化技術(shù)基礎(chǔ)》馬建國(guó)、孟憲元編 清華大學(xué)出版

２0０4 年 4 月

《實(shí)用電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》

姜威

2008 年 1 月

《單片機(jī)系統(tǒng)得 PRＯTEUS 設(shè)計(jì)與仿真》

張靖武

2007 年 4月

摘要

? 溫度就是工業(yè)生產(chǎn)與自動(dòng)控制中最常見(jiàn)得工藝參數(shù)之一。過(guò)去溫度檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中,大多采用模擬技術(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)，這樣就不可避免地遇到諸如傳感器外圍電路復(fù)雜及抗干擾能力差等問(wèn)題;而其中任何一環(huán)節(jié)處理不當(dāng)，就會(huì)造成整個(gè)系統(tǒng)性能得下降。隨著半導(dǎo)體技術(shù)得高速發(fā)展,特別就是大規(guī)模集成電路設(shè)計(jì)技術(shù)得發(fā)展，數(shù)字化、微型化、集成化成為了傳感器發(fā)展得主要方向。

以單片機(jī)為核心得控制系統(tǒng).利用匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)得控制過(guò)程。在軟件方面，結(jié)合AＤC0809并行8位A/D轉(zhuǎn)換器得工作時(shí)序,給出8０Ｃ51單片機(jī)與ADC０90８并行

A/Ｄ轉(zhuǎn)換器件得接口電路圖，提出基于器件工作時(shí)序進(jìn)行匯編程序設(shè)計(jì)得基本技巧。本系統(tǒng)包括溫度傳感器,數(shù)據(jù)傳輸模塊,溫度顯示模塊與溫度調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)電路，其中溫度傳感器為數(shù)字溫度傳感器AD５90，包括了單總線數(shù)據(jù)輸出電路部分.文中對(duì)每個(gè)部分功能、實(shí)現(xiàn)過(guò)程作了詳細(xì)介紹。

關(guān)鍵詞：?jiǎn)纹瑱C(jī)、匯編語(yǔ)言、ADＣ0809、溫度傳感器ＡD５90 Ａ Ａbs ｔｒact

Temｐeraｔurｅ ｉs the most ｍon one of proｃess ｐaramｅters in automatic coｎtｒol and inｄustriaｌ produｃtion、、In the ｔｒaｄitiｏｎａl tempｅｒaｔuｒe meａsureｍｅnt system desｉgｎ, often ｕsiｎg ｓiｍｕlａｔｉoｎ ｔecｈnoloｇy tｏ ｄｅsigｎ, anｄ this will inｅｖitably enｃounｔｅr error ｐensatioｎ, ｓｕｃh as leaｄ,plex outside circuｉt,pｏor antｉ-ｊammｉｎｇ and otｈｅr ｉssues, aｎd part ｏf ａ ｄeal ｗiｔh thｅm Improｐerly，couｌｄ ｃauｓe the entire system ｏf tｈe dｅｃｌine、With modeｒn scienｃe aｎd technｏloｇy of semｉｃondｕctｏｒ dｅｖｅloｐment, espｅcｉaｌｌy ｌargｅ-scale integrated cirｃuit design ｔeｃhnologies, ｄiｇitaｌ, ｍiniatｕrizatｉon, ｉｎｔegrａt(yī)ion sensors are being an ｉmｐortant ｄiｒeｃtioｎ of dｅｖelopmenｔ、Ｉn ｔhe ｃontrｏl systeｍs with ｔhe coｒｅ of SCM,ａｓｓeｍｂｌｙ ｌaｎguaｇｅ proｇraｍmiｎg is ｕsed to achieve tｈｅ conｔｒｏl ｏｆ thｅ wｈole sｙsｔem.biｎｉng ｗith the operatｉon seqｕence ｏf ADC08０9,the ｉntｅrｆaｃｅ ciｒｃuｉｔ diagraｍs ｏf 80C5１ SＣＭ ａｎd ADC０80９ paｒallel A／D conｖeger ale given。Ｔhｅ bａsic ｓｋｉlls oｆ assｅmbly languaｇe proｇraｍmiｎg ｂased on tｈｅ oｐeratｉｏｎ ｓｅ—ｑｕｅnee ｏf tｈe chip aｌｅ pｕt foｒwａrd。This sｙstｅm ｉnclude teｍｐeｒatｕre ｓenｓｏr and data tｒａnsmissｉon, the mｏdulediｓｐlayｓ module aｎｄ therｍoｒegulatｉon dｒiven cirｃｕｉt frｏm thｅ senｓors intｏｆigures oｆ tｈｅ teｍpeｒature sensoｒs AD590, iｎclｕdinｇ a ｌiｓt ｏf thｅ datａ outputcircuｉｔ、The text oｆ every ｐarｔ of the funｃtions aｎd ｐroｃedure at prｅseｎt、Ｋ Ｋey wordｓ:ｓｉngｌe-cｈip;assｅｍbly laｎguａgｅ;paralｌel A/D ｃonveｒsion;ＡDＣ080９;Teｍpeｒａt(yī)ure sensor AD５９0 目錄 摘要誤錯(cuò)? 錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。

Aｂｓtｒact.....................................................................................................錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。

第一章 系統(tǒng)功能原理及硬件介紹誤錯(cuò)? 錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。

1、1 80C５1 單片機(jī)介紹......................................................錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。

1、2 ADC0８09 介紹—-誤錯(cuò)? 錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。

l、２、１ ＡDC０8０9 得主要特點(diǎn)............................錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。

1、2、2 ＡDＣ0809 芯片得工作原理7?

1、3 ＡＤ590 得介紹............................................................錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。

第二章

理論分析誤錯(cuò)? 錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。

2、1

各模塊接線及原理說(shuō)明誤錯(cuò)? 錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。

2、1、1 AD５9０采集溫度信號(hào)模塊........................錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。

2、1、2

ADC08０９ A／D(模數(shù))轉(zhuǎn)換模塊.............錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。

2、１、３動(dòng)態(tài)數(shù)碼管顯示模塊....................................錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。

2、1、4

蜂鳴器超量程報(bào)警模塊................................錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。

2、２最小分度、量程及報(bào)警溫度得算法誤錯(cuò)? 錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。

２、2、1 最小分度、量程得算法誤錯(cuò)? 錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。

第三章

各模塊電路設(shè)計(jì)誤錯(cuò)? 錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。

3、1 溫度測(cè)量采集及加熱電路模塊....................................錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。

3、2

并行 A/Ｄ（模數(shù))轉(zhuǎn)換模塊......................................錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。

3、3

蜂鳴器超量程報(bào)警模塊誤錯(cuò)? 錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。

３、4

可按鍵設(shè)置報(bào)警模塊誤錯(cuò)? 錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。

第四章 電路與程序設(shè)計(jì)誤錯(cuò)? 錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。

４、１ 程序流程圖.............................................................錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。

4、2 程序清單.......................................................................錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。

總結(jié)誤錯(cuò)? 錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。

參考文獻(xiàn)..........................................................................................................錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。

第一章 系統(tǒng)功能原理及 硬件介紹 該數(shù)字溫度計(jì)利用ＡD５９０集成溫度傳感器及其接口電路完成溫度得測(cè)量并轉(zhuǎn)換成模擬電壓信號(hào),經(jīng)由模數(shù)轉(zhuǎn)換器 AＤC0809 轉(zhuǎn)換成單片機(jī)能夠處理得數(shù)字信號(hào),然后送到單片機(jī) 80C51 中進(jìn)行處理變換，最后將溫度值顯示在 LED 顯示器上。系統(tǒng)以 80C51 單片機(jī)為控制核心,加上 AD５9０測(cè)溫電路、AＤC０809 模數(shù)轉(zhuǎn)換電路、溫度數(shù)據(jù)顯示電路以及外圍電源等組成。系統(tǒng)組成框圖如圖 1 所示.圖 1 系統(tǒng)組成框圖

80C51 溫度顯示 電源及復(fù)位電路等 ADC0809 模數(shù)轉(zhuǎn)化 AD590 測(cè)溫電路 超量程報(bào)警

１、１ ８0C ５1 單片機(jī)介紹 80C5１就是美國(guó)ATMEL公司生產(chǎn)得低電壓,高性能ＣMOＳ8位單片機(jī),可提供以下標(biāo)準(zhǔn)功能：4Ｋ 字節(jié)閃存，128 字節(jié)內(nèi)部ＲAM，3２個(gè) I/O 口線,兩個(gè) 16 位定時(shí)/計(jì)數(shù)器，一個(gè) 5 向量?jī)杉?jí)中斷結(jié)構(gòu)，一個(gè)全雙工串行通信口，片內(nèi)振蕩器及時(shí)鐘電路。同時(shí)，8０C５1 可降至０HＺ得靜態(tài)邏輯操作,并支持兩種軟件可選得節(jié)電工作模式?？臻e方式停止 CPU 得工作，但允許ＲＡＭ,定時(shí)/計(jì)數(shù)器,串行通信口及中斷系統(tǒng)繼續(xù)工作.掉電方式保存 RAM 中得內(nèi)容,但振蕩器停止工作并禁止其它所有部件工作直到下一個(gè)硬件復(fù)位。

圖 2 8０C５1 引腳圖 引腳功能說(shuō)明 Ｖcc：電源電壓

GND：地

Ｐ0 口:P0 口就是一組 8 位漏極開(kāi)路型雙向 I/Ｏ口,即地址/數(shù)據(jù)總線復(fù)位口.作為輸出口用時(shí),每位能吸收電流得方式驅(qū)動(dòng) 8 個(gè)邏輯門(mén)電路，對(duì)端口寫(xiě)“1”可 作為高阻抗輸入端用．在訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器或程序存儲(chǔ)器時(shí)，這組口線分時(shí)轉(zhuǎn)換地址(低 8 位）與數(shù)據(jù)總線復(fù)用,此時(shí) P0 激活內(nèi)部得上拉電阻。

P1 口:P1 就是一個(gè)帶有內(nèi)部上拉電阻得８位雙向Ｉ/Ｏ口。P1 得輸出緩沖級(jí)可驅(qū)動(dòng)(輸入或輸出）４個(gè) TTL 邏輯門(mén)電路。對(duì)端口寫(xiě)“1“,通過(guò)內(nèi)部得上拉電阻把端口拉到高電平,此時(shí)可做輸入口。因?yàn)閮?nèi)部存在上拉電阻,某個(gè)引腳被外部信號(hào)拉低時(shí)會(huì)輸出一個(gè)電流。

P２口：P2 就是一個(gè)帶有內(nèi)部上拉電阻得 8 位雙向 I/O 口,P2 得輸出緩沖級(jí)可驅(qū)動(dòng)(輸入或輸出電流）４個(gè) TＴＬ邏輯門(mén)電路。對(duì)端口寫(xiě)“1”,通過(guò)內(nèi)部得上拉電阻把端口拉到高電平，此時(shí)可作為輸入口.因?yàn)閮?nèi)部存在上拉電阻,某個(gè)引腳被外部信號(hào)拉低時(shí)會(huì)輸出一個(gè)電流。在訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器獲 1６位地址得外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（例如執(zhí)行 ＭOＶＸ

DＰTＲ指令)時(shí),Ｐ2 口送出高８位地址數(shù)據(jù)。在訪問(wèn) 8 位地址得外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器(如執(zhí)行 MOVX ＲI指令）時(shí)，Ｐ2 口線上得內(nèi)容(也即特殊功能寄存器（SＦR）區(qū)中 R2 寄存器得內(nèi)容)，在整個(gè)訪問(wèn)期間不改變。

P3 口:P３口就是一組帶有內(nèi)部上拉電阻得 8 位雙向 I/Ｏ口。P3 口輸出緩沖級(jí)可驅(qū)動(dòng)(輸入或輸出)4 個(gè) TTL 邏輯門(mén)電路.對(duì)Ｐ3 口寫(xiě)入“１”時(shí)，她們被內(nèi)部上拉電阻拉高并可作為輸入口。此時(shí),被外部拉低得 P３口將用上拉電阻輸出電流。

RST：復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器工作時(shí)，RST 引腳出現(xiàn)兩個(gè)機(jī)器周期以上高電平將使單片機(jī)復(fù)位。

ALE/ＰROG：當(dāng)訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器或數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí),ALE(地址鎖存允許)輸出脈沖用于鎖存地址得低 8 位字節(jié)。即使不訪問(wèn)外部存儲(chǔ)器,AＬＥ仍以時(shí)鐘振蕩頻率得 1/６輸出固定得正脈沖信號(hào),因此它可對(duì)輸出時(shí)鐘信號(hào)或用于定時(shí)。要注意得就是:當(dāng)訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)將跳過(guò)一個(gè)ＡLE 脈沖。閃存編程期時(shí),該引腳還用于輸入編程脈沖.PSEN:程序存儲(chǔ)允許輸出就是外部程序存儲(chǔ)器得讀選通信號(hào),當(dāng) 80C51 由外部程序存儲(chǔ)器取指令（或數(shù)據(jù))時(shí),每個(gè)機(jī)器周期兩個(gè) PSEＮ有效,即輸出兩個(gè)脈沖。在此期間，當(dāng)訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，這兩次有效得ＰSEN 信號(hào)不出現(xiàn)。

EＡ/VＰP：外部訪問(wèn)允許.要使 CＰＵ僅訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器(地址為０000H-—-FFＦFH）,EＡ端必須保持低電平（接地)。需注意得就是;如果加密位 LB1 被編程,復(fù)位時(shí)內(nèi)部會(huì)鎖存ＥA 端狀態(tài)。如 ＥＡ端為高電平（接 VCC 端)，CPU 則執(zhí)行內(nèi)部程序存儲(chǔ)器中得指令。

ＸTAＬ1：振蕩器反相放大器及內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生器得輸入端。

XTAL2 :振蕩器反相放大器得輸出端。、2 A ＤC080 ９介紹 l、、２、1 ADC0 ８０9 得主要特點(diǎn) ADC0８０9 模數(shù)轉(zhuǎn)換器，ADC0809 就是 8 通道８位ＣMOS 逐次逼近式 A／Ｄ轉(zhuǎn)換芯片,片內(nèi)有模擬量通道選擇開(kāi)關(guān)及相應(yīng)得通道鎖存、譯碼電路,A/Ｄ轉(zhuǎn)換后得數(shù)據(jù)由三態(tài)鎖存器輸出,由于片內(nèi)沒(méi)有時(shí)鐘需外接時(shí)鐘信號(hào)。

芯片得引腳如圖 21－1，各引腳功能如下：

ＩN0～I(xiàn)N７:八路模擬信號(hào)輸入端.ADＤ—A、ADD－B、ADD-Ｃ:三位地址碼輸入端。

ＣＬO(píng)CK:外部時(shí)鐘輸入端。CLOCK 輸入頻率范圍在 1０～12８0KHz,典型值為 640KHz,此時(shí) A／D 轉(zhuǎn)換時(shí)間為100uｓ。51 單片機(jī) ALE 直接或分頻后可與ＣLOCK 相連。

D０～D７：數(shù)字量輸出端.OＥ：A/D 轉(zhuǎn)換結(jié)果輸出允許控制端.當(dāng) OE 為高電平時(shí)，允許 A/D 轉(zhuǎn)換結(jié)果從 D０~Ｄ7 端輸出。

圖21—1 ＡＤC0809 引腳 AＬE：地址鎖存允許信號(hào)輸入端。

八路模擬通道地址由 A、B、C 輸入,在ＡLE 信號(hào)有效時(shí)將該八路地址鎖存.ＳＴAＲT：?jiǎn)?dòng) A/Ｄ轉(zhuǎn)換信號(hào)輸入端。

當(dāng) SＴAＲT 端輸入一個(gè)正脈沖時(shí)，將進(jìn)行Ａ／Ｄ轉(zhuǎn)換。

EＯＣ：A/D 轉(zhuǎn)換結(jié)束信號(hào)輸出端。

當(dāng) A/D 轉(zhuǎn)換結(jié)束后，ＥＯC 輸出高電平。

Ｖreｆ（＋)、Vrｅf（—)：正負(fù)基準(zhǔn)電壓輸入端。

基準(zhǔn)正電壓得典型值為＋５V.1、2、2

ＡＤC0809 芯片得工作原理

AＤＣ0809帶有片內(nèi)系統(tǒng)時(shí)鐘,該時(shí)鐘與I／OCLOCK就是獨(dú)立工作得,無(wú)需特殊得速度或相位匹配。當(dāng)ＣＳ為高時(shí),數(shù)據(jù)輸 D 端處于高阻狀態(tài)，此時(shí) I/O CLOCＫ不起作用。這種 CS控制作用允許在同時(shí)使用多片 ADC0809 時(shí),共用 I／ＯcLOCK，以減少多路(片)A／D 使用時(shí)得I／O 控制端口。一組通常得控制時(shí)序操作圖如下:

圖 4 TＬC５4９得工作時(shí)序 1、3 ＡD ５90 得介紹 AD５90就是AD公司利用ＰN結(jié)構(gòu)正向電流與溫度得關(guān)系制成得電流輸出型兩端溫度傳感器、（熱敏器件)AD590 就是美國(guó)模擬器件公司生產(chǎn)得單片集成兩端感溫電流源.它得主要特性如下：

１、流過(guò)器件得電流（ｍA)等于器件所處環(huán)境得熱力學(xué)溫度(開(kāi)爾文)度數(shù),即:mA/K 式中:-流過(guò)器件(AＤ59０）得電流，單位為 mA;T—熱力學(xué)溫度，單位為 K。

2、AD590 得測(cè)溫范圍為—５5℃～+15０℃。

3、AＤ５9０得電源電壓范圍為 4Ｖ～３0V。電源電壓可在 4V~6V 范圍變化,電流 變化 1mA，相當(dāng)于溫度變化 1K。AD590 可以承受 4４Ｖ正向電壓與２0Ｖ反向電壓，因而器件反接也不會(huì)被損壞.4、輸出電阻為 7１０MW。

5、精度高。AD5９0 共有 I、J、K、L、M 五檔，其中 M 檔精度最高,在－55℃~+1５0℃范圍內(nèi),非線性誤差為±0、3℃。

AD5９0 溫度感測(cè)器就是一種已經(jīng) IＣ化得溫度感測(cè)器，它會(huì)將溫度轉(zhuǎn)換為電流，在 8051得各種課本中常瞧到它,相當(dāng)常用到.其規(guī)格如下:

溫度每增加 1℃,它會(huì)增加 1μＡ輸出電流.可量測(cè)范圍—５5℃至 15０℃。

供應(yīng)電壓范圍＋4V 至 30Ｖ.AD59０得輸出電流值說(shuō)明如下:

其輸出電流就是以絕對(duì)溫度零度（-273℃）為基準(zhǔn),每增加 1℃,它會(huì)增加 1μＡ輸出電流,因此在室溫 25℃時(shí),其輸出電流 Io=(2７3＋25）＝298μA。

Vo 得值為Ｉｏ乘上 10K，以室溫 25℃而言,輸出值為２、98V(１0Ｋ×298μA）。

量測(cè) Vo 時(shí),不可分出任何電流,否則量測(cè)值會(huì)不準(zhǔn)。

AD５90 得輸出電流 I=(27３+T)μＡ（T 為攝氏溫度），因此量測(cè)得電壓 V 為(273+T)μA ×1０Ｋ=（2、7３＋Ｔ／100）V。為了將電壓量測(cè)出來(lái)又需使輸出電流 I 不分流出來(lái),我們使用電壓追隨器其輸出電壓 V2 等于輸入電壓Ｖ。

由于一般電源供應(yīng)較多零件之后,電源就是帶雜訊得，因此我們使用齊納二極體作為穩(wěn)壓零件，再利用可變電阻分壓,其輸出電壓Ｖ1 需調(diào)整至 2、73V．

接下來(lái)我們使用差動(dòng)放大器其輸出 Vo 為(100Ｋ/10Ｋ）×(Ｖ2-V1)＝T／１0V。如果現(xiàn)在為攝氏 28 度,輸出電壓為 2、8V．

圖 5

AD59０得封裝及其基本應(yīng)用電路

圖 6

ＡD５９０內(nèi)部電路原理圖 第二章

理論分析 ADC０80９９溫度采集系統(tǒng)采用了 AD59０采集溫度信號(hào)，ADＣ0８09 轉(zhuǎn)換溫度模擬信號(hào)，80C51（偉福仿真器仿真)控制 ADＣ０809 轉(zhuǎn)換，靜態(tài)數(shù)碼管顯示，超量程報(bào)警。2、、1 1

各模塊接線及原理說(shuō)明 ２、1、1 AD ５90 采集溫度信號(hào)模塊 將 T-DETEＣT 接到 AＤC0８09 得ＩN—0 端口,然后用Ｔ-ＣON 控制電路加熱與否。不需要進(jìn)行其她得控制。、1、2

A ＤC0809 A/D(模數(shù)）轉(zhuǎn)換模塊 ADC０８09 得三個(gè)Ｉ／Ｏ口分別為 EOＣ、CＬＫ與 CS 端口,其中 CＬＫ為時(shí)鐘、CS 為片選、EOＣ為轉(zhuǎn)換結(jié)束狀態(tài)信號(hào)。、1、３靜態(tài)數(shù)碼管顯示模塊 靜態(tài)數(shù)碼管顯示電路由四只７4ＬS164、四只共陰極ＬED 數(shù)碼管組成.輸入只有兩個(gè)信號(hào)，它們就是串行數(shù)據(jù)線 DIN 與移位信號(hào) CLＫ.單片機(jī)得Ｐ3 口輸出顯示段碼，經(jīng)由一片７

4LＳ１６4 驅(qū)動(dòng)輸出給 LEＤ 管,由 P3、0 口輸出位碼,經(jīng)由７4L１６４ 輸出給 LED 管.2、1、4

蜂鳴器超量程報(bào)警模塊 由 AT89C51 得 I/O 口直接輸出信號(hào)到蜂鳴器得控制信號(hào)輸入端口 C,當(dāng)輸入信號(hào)為高點(diǎn)平時(shí),蜂鳴器報(bào)警。、2 最小分度、量程及報(bào)警溫度得算法

２、2 、1 最小分度、量程得算法 ＡDC080９工作溫度為 0℃～８0℃，溫度與電壓成正比.當(dāng)設(shè)定量程與８0℃接近時(shí)測(cè)量所得溫度與實(shí)際溫度才能相符。

ADC０809 得Ａ／D 輸出為 00Ｈ到 FFＨ,可進(jìn)行 256 等分,3 能被 25６整除，以此算法設(shè)定最小分度為 0、３3℃,量程為 0℃~80、0℃，比較符合要求。、2、2 報(bào)警溫度得算法 設(shè)定最小溫度分度為 0、33℃，量程為 0℃~8０、0℃,所以,15、0℃時(shí)Ａ/D 輸出得數(shù)字量為 2DH,6３、６７℃時(shí) A／D 輸出得數(shù)字量為０BFH。報(bào)警溫度為:15、0℃～63、67℃ 第三章

各模塊電路設(shè)計(jì) 溫度采集系統(tǒng)由溫度采集模塊、AD 轉(zhuǎn)換模塊與溫度值顯示模塊三大部分組成。其中溫度采集模塊主要用 AD５90 采集溫度，并輸出一個(gè)模擬電壓信號(hào),ＡDC０８09 接收到模擬信號(hào)后,進(jìn)行Ａ／D 轉(zhuǎn)換把模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換位數(shù)字信號(hào)，并行輸出(一個(gè)時(shí)鐘下降沿輸出一次），單片機(jī)接到數(shù)據(jù)后存入累加器Ａ,經(jīng)過(guò)一定得轉(zhuǎn)化,經(jīng)過(guò)７4LＳ164 輸入到七位數(shù)碼管中,并靜態(tài)顯示出來(lái),當(dāng)溫度超過(guò)設(shè)定得報(bào)警溫度,蜂鳴器報(bào)警裝置自動(dòng)報(bào)警． ３、1 1 溫度測(cè)量采集及加熱電路模塊 T—DETECＴ接到 ADC０80９模擬信號(hào)輸入端 IN-０，T-CＯN 接高電平時(shí)開(kāi)始加熱。

圖 7

溫度測(cè)量采集及加熱電路原理圖

圖 8

參考電壓電路

3.2 并行Ａ/D(模數(shù))轉(zhuǎn)換模塊

圖 9

并行模數(shù)轉(zhuǎn)換電路 3 3、4

蜂鳴器超量程報(bào)警模塊

圖 11

蜂鳴器超量程報(bào)警原理電 3、５

可按鍵報(bào)警模塊 通過(guò) I/O 口控制按鍵輸入,暫存在寄存器 B，并由 P2 口通過(guò)顯示燈顯示出來(lái)。與暫存在寄存器 A 中數(shù)對(duì)比,若 A 高于 B 就報(bào)警,否則正常顯

示。

第四章 電路與程序設(shè)計(jì) 4、1

程序流程圖 開(kāi)始 溫度采集 啟動(dòng)轉(zhuǎn)換 進(jìn)行標(biāo)度轉(zhuǎn)換 將十位、個(gè)位、小數(shù)位分開(kāi) 處理小數(shù)位 各位暫存在單片機(jī) 就是否達(dá)到 報(bào)警下限溫度 執(zhí)行報(bào)警子程序 查段碼,送靜態(tài)顯示管 觀察示數(shù) 結(jié)束 就是否達(dá)到 報(bào)警上限溫度 Y N Y N 4、2 2

程序清單 ORG 0000H

SJMP MAIＮ

MAIN:MOV DＰTR,#7FF８Ｈ

;DPTR 指向 0 通道 MＯVX ＤPTＲ,A

；啟動(dòng) A/D 轉(zhuǎn)換

JNB Ｐ3、2,$

；等待 MＯVＸ Ａ，ＤＰＴR

;讀數(shù)

MOＶ 40H,A

;存數(shù) LCALＬ DNＯW

;設(shè)置下限 LＯP0:ＬCAＬL UＰ

;設(shè)置上限 LＯP1:LCＡＬL TRAN

;模數(shù)—數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換 ＬCALＬ DIＳＰ

;數(shù)據(jù)得靜態(tài)顯示 LCALL DELAY１s ＳJＭP MAＩＮ DNOW：ＭOV A,40H CJNE A,#２DH,LOP2

LＯP2:JＮC LＯP0

;Cｙ＝0,轉(zhuǎn)ＬＯP0 ＡJＭＰ LＯP4

;Cy=１,轉(zhuǎn) LOP4 ＵP:MOV A,40Ｈ CJNＥ Ａ,#0BFH,LＯＰ3 ＬO(píng)P３:JＮＣ LOP4

;Cy＝0，轉(zhuǎn) LOP４ AＪMP ＬO(píng)Ｐ1

；Cy=１,轉(zhuǎn) LＯＰ１ LOP4：MOＶ SＰ,#6０Ｈ

;給堆棧指針賦初值 ACALＬ MＵSIC ＡJMＰ ＬＯP１ ；；；;；;;;;;蜂鳴器輸出聲子程序;;；;；;;;;;;MUＳIC:ＭOV ４ＡH,＃３4H LOP6：MＯV Ｒ5,#60H

;控制音長(zhǎng) ＭIC：ＣＰL P1、5 ＡCAＬL ＤＥＬAＹ5ms

;控制音調(diào) DＪＮＺ R5，MIC ＤＪＮＺ 4ＡH，LOＰ6 RＥT

;；;;;;;;；；;;;；;;數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換;；；;；;；；;;;；;;； ?TRＡN:ＭOV R0，＃４０H

MOＶ Ｒ3，＃30H

；用來(lái)存放小數(shù)位

ＭＯＶ A,Ｒ0

;把Ｒ0 中得數(shù)給Ａ MＯV B,#03Ｈ

ＤIV AB

;標(biāo)度變換 3 格一度 MＯＶ R3,Ｂ

;存小數(shù)

MＯV B,#0AH

DＩV ＡB;

? 開(kāi)分位個(gè)與位十得果結(jié)換變度標(biāo)將?

MOＶ R0,A

；將十位數(shù)送顯示緩沖單元 IＮＣ R0

;指向緩沖單元下一地址 ＭOV Ｒ０,B

；將個(gè)位數(shù)送顯示緩沖單元 MＯV Ａ，Ｒ3

;標(biāo)度轉(zhuǎn)換結(jié)果小數(shù)部分處理 MＯV B,＃03H

MUL AB

;實(shí)現(xiàn)三格一度 INC R０

；指向下一個(gè)緩沖單元

MOV Ｒ0，A

;將小數(shù)送顯示緩沖單元 LOP8：RET

；返回

；；；；；;;;;;靜態(tài)顯示子程序—串入并出；;;;;;； ＤＩSP:MＯＶ DPTＲ，＃TＡB

；段碼表首地址

MOV Ｒ０,#40H

;Ｒ0 指向緩存區(qū)首地址 MＯV A，Ｒ0

;將整數(shù)位數(shù)給 A MOＶＣ A，A＋DPＴＲ

;查十位段碼 ＭOV 40H,A

;將段碼結(jié)果送入 40H INC R0

;R0 指向緩存區(qū)下一地址 MＯV A,R0

;將個(gè)位數(shù)給 A MＯＶC A,Ａ+DＰTR

;查個(gè)位段碼 ＭOＶ 41Ｈ,Ａ

;將段碼結(jié)果送入 41Ｈ IＮC R0

;R0 指向緩存區(qū)下一地址 MOV A，Ｒ0

;將小數(shù)給Ａ MOVC Ａ,A+DPTR

;查小數(shù)段碼 ＭOV 4２H,A

;將段碼結(jié)果送入 4２Ｈ;；;;;;;;;;;最后一位清零；；；;；;;;；;；； MOＶ 43H,＃００H ＭOＶ A，4３H MＯV R7,#０8Ｈ ＣCC:ＪB ＡCC、7,AＡA CLR Ｐ3、0 ＪMP BBB AAA:ＳＥTB Ｐ３、０ ＢBＢ:SEＴB Ｐ３、1

;CLK 下降沿觸發(fā) CＬR P3、１ ＲL Ａ

DJNZ R７,CCC;；；；；;;;小數(shù)位數(shù)顯示;;；;;；;MOV A,42H

ＭOV R7，#08H

CC:JB ＡCC、7,ＡＡ ＣLR Ｐ３、0 ＪＭP BB AA：SEＴB P3、0 BB:SETＢ Ｐ3、１

；CLK 下降沿觸發(fā) CLR Ｐ3、1

RL A DJＮＺ R７,ＣC

；所有位檢測(cè)后順序執(zhí)行 ；;；;;;;;;;;；個(gè)位數(shù)顯示;;;;;;;；；;;ＯRL 4１H，＃80H

；個(gè)位數(shù)后置小數(shù)點(diǎn) MOV A,4１Ｈ MOV Ｒ7，#０８H ＤD:JB ACC、7,ＥE CＬR P3、0 JMP FF ＥＥ：SETB P3、0 ＦF:SETB P３、1

;CLK 下降沿觸發(fā) ＣＬR P３、1 RL Ａ

DJＮZ R7,DD

；所有位檢測(cè)后順序執(zhí)行

；;；;十位數(shù)數(shù)顯示；;;；;ＭＯV A，4０Ｈ MOＶ R7，＃08H GG:JB ACC、7,HＨ ＣLＲ P3、0 JMＰ IＩ ＨＨ:ＳＥＴB P3、０ ＩI:SETB Ｐ3、1

；CLK 下降沿觸發(fā)

CLR Ｐ3、1 RL A

DＪNZ Ｒ7，ＧG

;所有位檢測(cè)后順序執(zhí)行 TAB：

ＤB 3FH,06H,5BH,４ＦＨ,６6H

DB 6ＤH,7DＨ，0７H，７ＦＨ，6FH LＯP9:RET;；;;；；;;;；為使數(shù)據(jù)顯示穩(wěn)定延時(shí)１秒；;;;;;;； ＤELAY1s：MＯV R4，#10 ＤＨ０：ＭＯV R5,＃１00 ＤH１:ＭOV Ｒ７，#249 ＤH２:NOＰ ＮOＰ DJNＺ Ｒ7，ＤH2 DＪNZ R5，DＨ1 DJNZ R4,DH0 Ｌ0Ｐ10:RＥT ；;;；;;;；；;;;；;延時(shí)子程序;；;;;;;;;；;;;;；；;DELAY５ms：MOＶ R7,#０３H DELAY０:MOV R６，＃40H DEＬAY1:DＪNZ R6,ＤELAY1 ＤJNZ R7,ＤELAY0 LＯP11:REＴ

ＥND 總結(jié)

在這一周得課程設(shè)計(jì)與實(shí)習(xí)中，我從中學(xué)到了很多很多、首先,感謝潘老師對(duì)我們得得指導(dǎo)與她對(duì)我們嚴(yán)格得要求。起初得兩天,我們查閱資料,從書(shū)中找，上網(wǎng)查,但就是始終沒(méi)有一個(gè)具體方案，經(jīng)過(guò)潘老師第二天下午對(duì)我們得指點(diǎn),我們可以從宏觀把握整個(gè)實(shí)驗(yàn),大體分成四部分做:1 設(shè)計(jì) AD５9０溫度采集電路；2 ＡDC08０９接口電路;３ 數(shù)碼管靜態(tài)方式實(shí)時(shí)顯示溫度；４ 可按鍵設(shè)置報(bào)警上下限。

之后幾天，我們逐個(gè)問(wèn)題攻破，把每塊都制作出來(lái)，然后整合成我們所需要得程序,剛開(kāi)始還調(diào)試不出來(lái)，經(jīng)過(guò)我們小組成員得努力，最后我們終于弄好了。

老師還告訴我門(mén),設(shè)計(jì)要注重軟件與硬件得結(jié)合,尤其就是硬件,有了硬件，軟件程序很好寫(xiě)。這次課程設(shè)計(jì)讓我受益匪淺,也實(shí)實(shí)在在得學(xué)到了不少東西,尤其就是那嚴(yán)謹(jǐn)?shù)脩B(tài)度.參考文獻(xiàn) ［１] 李全利《單片機(jī)原理及接口技術(shù)》北京：高等教育出版社,2009、１ ［2] 張靖武 周靈彬 《單片機(jī)原理、應(yīng)用與 PRＯTＥUS 仿真 》電子工業(yè)出版社，2008 [3］ 趙全利 肖興達(dá)《單片機(jī)原理及應(yīng)用教程》機(jī)械工業(yè)出版社,200７ [4] 何立民、單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)選編[M]、北京:北京航空航天大學(xué)出版社,2004、[５］ 邱關(guān)源、電路 第五版、高等教育出版社 ［6］ 實(shí)驗(yàn)臺(tái)原理圖

［7］ 實(shí)驗(yàn)臺(tái)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)

[8] 網(wǎng)絡(luò) 指導(dǎo)老師成績(jī) 答辯小組成績(jī) 總成績(jī)

第二篇：溫度采集系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)

中北大學(xué)計(jì)算機(jī)控制課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 引言

1.1 單片機(jī)概述

單片機(jī)是一種集成在電路芯片，是采用超大規(guī)模集成電路技術(shù)把具有數(shù)據(jù)處理能力的中央處理器CPU隨機(jī)存儲(chǔ)器RAM、只讀存儲(chǔ)器ROM、多種I/O口和中斷系統(tǒng)、定時(shí)器/計(jì)時(shí)器等功能（可能還包括顯示驅(qū)動(dòng)電路、脈寬調(diào)制電路、模擬多路轉(zhuǎn)換器、A/D轉(zhuǎn)換器等電路）集成到一塊硅片上構(gòu)成的一個(gè)小而完善的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。

單片微型計(jì)算機(jī)簡(jiǎn)稱(chēng)單片機(jī)，是典型的嵌入式微控制器（Microcontroller Unit），常用英文字母的縮寫(xiě)MCU表示單片機(jī)，它最早是被用在工業(yè)控制領(lǐng)域。單片機(jī)由芯片內(nèi)僅有CPU的專(zhuān)用處理器發(fā)展而來(lái)。最早的設(shè)計(jì)理念是通過(guò)將大量外圍設(shè)備和CPU集成在一個(gè)芯片中，使計(jì)算機(jī)系統(tǒng)更小，更容易集成進(jìn)復(fù)雜的而對(duì)體積要求嚴(yán)格的控制設(shè)備當(dāng)中。

單片機(jī)比專(zhuān)用處理器更適合應(yīng)用于嵌入式系統(tǒng)，因此它得到了最多的應(yīng)用。它又稱(chēng)單片微控制器,它不是完成某一個(gè)邏輯功能的芯片,而是把一個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)集成到一個(gè)芯片上。相當(dāng)于一個(gè)微型的計(jì)算機(jī)，和計(jì)算機(jī)相比，單片機(jī)只缺少了I/O設(shè)備。概括的講：一塊芯片就成了一臺(tái)計(jì)算機(jī)。它的體積小、質(zhì)量輕、價(jià)格便宜、為學(xué)習(xí)、應(yīng)用和開(kāi)發(fā)提供了便利條件。同時(shí)，學(xué)習(xí)使用單片機(jī)是了解計(jì)算機(jī)原理與結(jié)構(gòu)的最佳選擇。1.2 溫度采集設(shè)計(jì)背景

隨著科技的不斷發(fā)展，現(xiàn)代社會(huì)對(duì)各種信息參數(shù)的準(zhǔn)確度和精確度的要求都有了幾何級(jí)的增長(zhǎng)，而如何準(zhǔn)確而又迅速的獲得這些參數(shù)就需要受制于現(xiàn)代信息基礎(chǔ)的發(fā)展水平。在三大信息信息采集(即傳感器技術(shù))、信息傳輸(通信技術(shù))和信息處理(計(jì)算機(jī)技構(gòu)中，傳感器屬于信息技術(shù)的前沿尖端產(chǎn)品，尤其是溫度傳感器技術(shù)，在我國(guó)各領(lǐng)域己經(jīng)引用的非常廣泛，可以說(shuō)是滲透到社會(huì)的每一個(gè)領(lǐng)域，人民的生活與環(huán)境的溫度息息相關(guān)，在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中需要實(shí)時(shí)測(cè)量溫度，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中也離不開(kāi)溫度的測(cè)量，因此研究溫度的測(cè)量方法和裝置具有重要的意義。

測(cè)量溫度的關(guān)鍵是溫度傳感器，溫度傳感器的發(fā)展經(jīng)歷了三個(gè)發(fā)展階段: ①傳統(tǒng)的分立式溫度傳感器

②模擬集成溫度傳感器

中北大學(xué)計(jì)算機(jī)控制課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)

圖（9）系統(tǒng)流程圖 軟件程序設(shè)計(jì)

PORTA EQU 020H

；定義端口地址 PORTB EQU 021H PORTC EQU 022H

中北大學(xué)計(jì)算機(jī)控制課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)

PORTD EQU 023H DATA SEGMENT

TABLE DB 40H

DB 4FH

DB 24H

DB 30H

DB 19H

DB 12H

DB 02H

DB 78H

DB 00H

DB 10H

BUFDA1 DB ?

BUFDA2 DB ?

BUFDA3 DB ? DATA ENDS CODE SEGMENT ASSUME CS:CODE,DS:DATA START: MOV AX,DATA

MOV DS,AX

MOV AL,98H

OUT PORTD,AL

；8255的初始化

;*****************************

MOV AL,01

OUT PORTC,AL

MOV AL,00

OUT PORTC,AL

；PC0 為0，啟動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換 FIND: IN AL,PORTC

TEST AL,010H

中北大學(xué)計(jì)算機(jī)控制課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)

JNZ FIND

；讀PC4的值，如為1則繼續(xù)查詢(xún)

MOV AL,01

OUT PORTC,AL

；使PC0為1，撤消啟動(dòng)信號(hào)

IN AL,PORTA

；讀取轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)

;******************************

MOV CL,100

；計(jì)算百位，十位，個(gè)位

DIV CL

MOV BUFDA1,AL

XOR AL,AL

MOV CL,10

MOV BL,AH

MOV AL,BL

MOV AH,0

DIV CL

MOV BUFDA2,AL

MOV BUFDA3,AH

;****************************** DISPLAY:MOV BX,OFFSET TABLE

MOV AL,[DI+0]

XLAT

；換碼

MOV DX,PORTB

OUT DX,AL

MOV CX,30H

；延遲程序 DELAY: LOOP DELAY

RET

;**********************************

MOV CX,30H DISPLAY1:MOV AL,06H

OUT PORTD,AL

中北大學(xué)計(jì)算機(jī)控制課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)

MOV AL,05H

OUT PORTD,AL

MOV AL,03H

OUT PORTD,AL

MOV DI,OFFSET BUFDA1

CALL DISPLAY ；使LED0工作

MOV AL,07H

OUT PORTD,AL

MOV AL,04H

OUT PORTD,AL

MOV AL,03H

OUT PORTD,AL

MOV DI,OFFSET BUFDA2

CALL DISPLAY ；使LED1工作

MOV AL,07H

OUT PORTD,AL

MOV AL,05H

OUT PORTD,AL

MOV AL,02H

OUT PORTD,AL

MOV DI,OFFSET BUFDA3

CALL DISPLAY ；使LED2工作

LOOP DISPLAY1；延遲

;***********************************

MOV AH,4CH

INT 21H CODE ENDS

END START

中北大學(xué)計(jì)算機(jī)控制課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 總結(jié)心得

本課程設(shè)計(jì)是基于AT89C51單片機(jī)的溫室檢測(cè)系統(tǒng)。該課程是以單片機(jī)8051為核心，以熱敏電阻為測(cè)溫元件對(duì)溫度進(jìn)行有效的測(cè)量,通過(guò)ADC0809芯片將電壓信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)，經(jīng)過(guò)單片機(jī)處理后通過(guò)8255芯片擴(kuò)展的I/O以動(dòng)態(tài)方式顯示，再加上相應(yīng)的時(shí)鐘電路、復(fù)位電路、分頻電路，最后編寫(xiě)程序，溫度采集系統(tǒng)的設(shè)計(jì)就完成了。

在做課程設(shè)計(jì)的過(guò)程中，除了了解相關(guān)設(shè)計(jì)的硬件原理電路圖外，還要了解具體的型號(hào)，熟悉相關(guān)軟件的使用，如AutoCAD、Protel、Word等，雖然在實(shí)際操作過(guò)程中遇到了很多困難，但經(jīng)過(guò)不懈努力還是完成了本課程的設(shè)計(jì)。

在這一周的設(shè)計(jì)中，不僅使我增長(zhǎng)了很多課堂上所學(xué)不到的知識(shí)，而且還讓我對(duì)A/D轉(zhuǎn)換和擴(kuò)展I/O有了更深入的了解。對(duì)一些單片機(jī)原理及應(yīng)用有了更加深刻的認(rèn)識(shí)。

第 13 頁(yè)

共 15 頁(yè)

中北大學(xué)計(jì)算機(jī)控制課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)

附圖 電路接線仿真圖

256912151619Q0Q1Q2Q3Q4Q5Q6Q7U374LS373OELE3478***C11nFD0D1D2D3D4D5D6D7U2VREF(-)VREF(+)***21282726U1X1CRYSTAL19XTAL1P0.0/AD0P0.1/AD1P0.2/AD2P0.3/AD3P0.4/AD4P0.5/AD5P0.6/AD6P0.7/AD7P2.0/A8P2.1/A9P2.2/A10P2.3/A11P2.4/A12P2.5/A13P2.6/A14P2.7/A15P3.0/RXDP3.1/TXDP3.2/INT0P3.3/INT1P3.4/T0P3.5/T1P3.6/WRP3.7/RD*********617C21nF18XTAL2RST1nF293031PSENALEEA22232425ALEADD CADD BADD AADC0809R1100k12345678P1.0P1.1P1.2P1.3P1.4P1.5P1.6P1.7AT89C51U5NORU4NOR第 14 頁(yè)

共 15 頁(yè)

27.0C39***192021GND2-8LSB2-72-62-52-42-32-22-1MSBVCCCLOCKOUTPUT ENABLEEOCSTARTIN7IN6IN5IN4IN3IN2IN1IN03U6VOUTLM351中北大學(xué)計(jì)算機(jī)控制課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)

參考文獻(xiàn)

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第三篇：無(wú)線數(shù)據(jù)采集模塊實(shí)驗(yàn)報(bào)告

無(wú)線數(shù)據(jù)采集模塊

實(shí)驗(yàn)報(bào)告

姓名：張兆偉

班級(jí)：13 班

學(xué)號(hào)：2015042130 日期：2016年8月25日

無(wú)線數(shù)據(jù)采集模塊實(shí)驗(yàn)報(bào)告

一、實(shí)驗(yàn)背景

數(shù)據(jù)是指用來(lái)描述客觀事物的數(shù)字、字母和符號(hào)等等。數(shù)據(jù)傳輸在人類(lèi)活動(dòng)中的重要性是不言而喻的。它是計(jì)算機(jī)與外部物理世界連接的橋梁。數(shù)據(jù)采集，或稱(chēng)數(shù)據(jù)獲取，既利用一種裝置，從系統(tǒng)外部采集數(shù)據(jù)輸入到系統(tǒng)內(nèi)部。

隨著計(jì)算機(jī)、通信和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展，無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)運(yùn)而生。傳感測(cè)試技術(shù)正朝著多功能化、微型化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化、無(wú)線化的方向發(fā)展。工業(yè)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)是從新興的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)發(fā)展而來(lái)的，具有低成本、低能耗、高度靈活性、擴(kuò)展性強(qiáng)等特點(diǎn)，已經(jīng)成為繼現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)后的又一個(gè)研究熱點(diǎn)。無(wú)線數(shù)據(jù)采集既要在復(fù)雜，惡劣的現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境下將物理量完整的進(jìn)行采集，更要將采集到的數(shù)據(jù)傳給遠(yuǎn)端的主控室。其主要應(yīng)用領(lǐng)域包括：工業(yè)遙控、遙測(cè)；石油鉆井張力無(wú)線監(jiān)測(cè)；短距離無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸；安防設(shè)備無(wú)線監(jiān)控；無(wú)線RS485、無(wú)線PLC；城市管網(wǎng)壓力、溫度監(jiān)測(cè)；電力線無(wú)線報(bào)警等。

二、實(shí)驗(yàn)過(guò)程

無(wú)線數(shù)據(jù)采集既要在復(fù)雜，惡劣的現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境下將物理量完整的進(jìn)行采集，更要講采集到的數(shù)據(jù)傳給遠(yuǎn)端的主控室。DTD110系列無(wú)線數(shù)傳模組廣泛應(yīng)用于無(wú)線數(shù)傳領(lǐng)域，典型應(yīng)用包括遙控、遙感、遙測(cè)系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)采集、檢測(cè)、報(bào)警、過(guò)程控制等環(huán)節(jié)。

DTD110系列無(wú)線PLC有4路開(kāi)關(guān)量的傳輸，4路模擬量的傳輸，距離100米~3000米均可。即可以實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信，也可以實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)通信，不需要編寫(xiě)程序，不需要布線，一般電工就可以調(diào)試使用。對(duì)于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的遙測(cè)遙控實(shí)施簡(jiǎn)單、方便、便宜。

1、適用范圍

無(wú)線數(shù)據(jù)采集模塊具有數(shù)據(jù)采集、控制、GPRS無(wú)線遠(yuǎn)程通信等功能。采用低功耗設(shè)計(jì)。該產(chǎn)品可接入各種串口儀表、各種模擬信號(hào)輸出的變送器、各種脈沖信號(hào)輸出的雨量計(jì)、水表等。廣泛用于水務(wù)、環(huán)保、氣象、市政、環(huán)境、地質(zhì)、農(nóng)業(yè)、公安等行業(yè)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)。特別適用于太陽(yáng)能供電方式的現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用，可大大降低太陽(yáng)能供電成本。

2、無(wú)線數(shù)據(jù)采集的特征：

多種配置應(yīng)用方案，可以滿足用戶(hù)不同的需要；4個(gè)開(kāi)關(guān)輸入通道，4個(gè)開(kāi)關(guān)OC門(mén)輸出通道；4個(gè)模擬量輸入通道，4個(gè)模擬量輸出通道；可以直接代替有線的PLC設(shè)備；一體化設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)緊湊；多種產(chǎn)品規(guī)格適應(yīng)于不同的傳輸距離；射頻輸出功率10mW、500mW、1000mW；GFSK調(diào)制，高效前向糾錯(cuò)信道編碼技術(shù)；軟件無(wú)線電技術(shù)保證高抗干擾能力和低誤碼率；ISM 頻段433MHz，無(wú)需申請(qǐng)頻點(diǎn)；工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，能工作于各種惡劣環(huán)境；直流9~24V供電，電流小于800mA。

3、主要功能

1）遠(yuǎn)程通信：GPRS網(wǎng)絡(luò)和短消息雙通道傳輸數(shù)據(jù)，支持專(zhuān)線、VPN專(zhuān)網(wǎng)多種組網(wǎng)方式。

2）通訊協(xié)議：支持UDP、TCP 協(xié)議，支持多中心數(shù)據(jù)通信。

3）模擬量輸入：可采集4-20mA、0-5V等多種電流、電壓信號(hào)輸出模擬量。

4）開(kāi)關(guān)量輸入：可采集干接點(diǎn)、有源接點(diǎn)開(kāi)關(guān)量輸出信號(hào)，可定時(shí)采集以降低能耗。

5）脈沖量輸入：可采集干接點(diǎn)脈沖信號(hào)，用于采集脈沖發(fā)訊水表。6）智能儀表接入：提供2路RS232/485串口，可以采集各種智能儀表，如流量計(jì)、照相機(jī)等。

7）開(kāi)關(guān)量輸出：提供三極管集電極信號(hào)輸出。

8）電源輸出：可定時(shí)為變送器供電，輸出電壓：同輸入電源電壓。9）遠(yuǎn)程控制：接受遠(yuǎn)程指令，實(shí)現(xiàn)控制。

10）數(shù)據(jù)顯示：可支持2×8中文漢字液晶顯示，配有4個(gè)數(shù)字鍵盤(pán)。

11）數(shù)據(jù)查詢(xún)：可本機(jī)按鍵查詢(xún)，同時(shí)支持就地串口查詢(xún)，遠(yuǎn)程查詢(xún)。

12）遠(yuǎn)程通信：支持RS232/485總線、GPRS、SMS等多種通信。

13）配套軟件：配套提供參數(shù)設(shè)置軟件。

4、主要特點(diǎn)

1）工作電流低：GPRS實(shí)時(shí)在線，平均工作電流<10mA。

2）數(shù)據(jù)存儲(chǔ)容量大：本機(jī)循環(huán)存儲(chǔ)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，掉電不丟失，存儲(chǔ)容量：4M。

3）維護(hù)方便：支持遠(yuǎn)程參數(shù)設(shè)置，遠(yuǎn)程軟件升級(jí)。

4）體積?。和庑统叽?45×100×65mm

5、技術(shù)指標(biāo)

1）硬件配置：GPRS/GSM無(wú)線通信接口、4路AI、4路DI、6路PI、3路DO、2路串口、中文液晶顯示和無(wú)顯示可選、1個(gè)4按鍵鍵盤(pán)可選。

2）采集精度：模擬量采集精度：0.5%，脈沖計(jì)數(shù)誤差：0.01%

3）通信協(xié)議：支持標(biāo)準(zhǔn)MODBUS協(xié)議，可嵌入其它通信協(xié)議。

4）通信接口：GPRS/GSM無(wú)線通信接口，1路串口用于維護(hù)，2路串口采集儀表，232/485可選。

5）通信速率：300～19200 bit/s

6）工作環(huán)境：溫度：-25~+70℃、濕度：≤95%、無(wú)腐蝕氣體、無(wú)導(dǎo)電塵埃、無(wú)爆炸環(huán)境。

7）安裝方式：一般采用導(dǎo)軌式安裝，特殊場(chǎng)合，可將控制器固定在安裝底板上。

8）供電電源：10～28VDC

6、系統(tǒng)功能

系統(tǒng)主要分三層，第一層為服務(wù)器，第二層為過(guò)渡層，由 Zigbee 協(xié)調(diào)器和 Zigbee節(jié)點(diǎn)構(gòu)成，第三層為任務(wù)層，由 54 個(gè)監(jiān)測(cè)單元和 1 個(gè)顯示單元構(gòu)成。系統(tǒng)的主要功能為：服務(wù)器有選擇地查詢(xún) 54 個(gè)監(jiān)測(cè)單元的數(shù)據(jù)，然后根據(jù)需要將某個(gè)監(jiān)測(cè)單元的數(shù)據(jù)發(fā)送到顯示單元上，讓其顯示，中間的傳輸全部由 Zigbee 組網(wǎng)無(wú)線通訊。

其服務(wù)器主要功能：

1）開(kāi)辟多個(gè)線程，每個(gè)線程主動(dòng)輪詢(xún)各個(gè)節(jié)點(diǎn)；與每個(gè)節(jié)點(diǎn)的通訊必須“有問(wèn) 必答”，具有超時(shí)控制機(jī)制； 2）具有廣播，組播配置參數(shù)功能；

3）對(duì)每個(gè)節(jié)點(diǎn)可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)重量，溫度，濕度參數(shù)。并且以曲線形式顯示； 4）實(shí)時(shí)采集每個(gè)節(jié)點(diǎn)的參數(shù)并顯示；

5）服務(wù)器采用 Windows 7 操作系統(tǒng)，開(kāi)發(fā)工具為 C#和 SQL 數(shù)據(jù)庫(kù)，最終生成安裝文件。

三、實(shí)驗(yàn)結(jié)果

直觀看到顯示單元上面顯示的值，什么都不選時(shí)，數(shù)碼管上顯示 0000，當(dāng)輸入節(jié)點(diǎn)編號(hào)，并雙擊鼠標(biāo)選中溫度、濕度或者重量時(shí)，點(diǎn)擊確定后，數(shù)碼管

會(huì)立即顯示具體數(shù)值，并且給顯示單元發(fā)送顯示命令。

四、認(rèn)識(shí)與體會(huì)

數(shù)據(jù)采集是整個(gè)工廠自動(dòng)化的最前端，測(cè)試精度、速度與實(shí)現(xiàn)該功能的成本是幾個(gè)重要因素，數(shù)據(jù)采集也正朝著這幾個(gè)方向發(fā)展。高速、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集在運(yùn)動(dòng)控制、醫(yī)療設(shè)備、快速生產(chǎn)過(guò)程和變電站自動(dòng)化等領(lǐng)域都有非常重要的應(yīng)用。這些行業(yè)中，對(duì)高速數(shù)據(jù)采集的需求遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)目前實(shí)際可以實(shí)現(xiàn)的程度。用戶(hù)的需求促進(jìn)了技術(shù)的發(fā)展和新產(chǎn)品的出現(xiàn)，隨著工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家和新興崛起國(guó)家為提高其產(chǎn)品在全球市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)力，他們更進(jìn)一步希望降低包括能源消耗、原材料消耗和勞務(wù)成本。對(duì)于發(fā)達(dá)國(guó)家來(lái)講，其勞務(wù)成本遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于新興崛起國(guó)家，因此特別重視促進(jìn)創(chuàng)新和技術(shù)進(jìn)步，采用新的技術(shù)手段。正是在這樣競(jìng)爭(zhēng)日益激烈的大背景下，無(wú)線數(shù)據(jù)采集技術(shù)在工業(yè)中的推廣應(yīng)用則受到了特殊的重視。

第四篇：基于MSP430的溫度采集系統(tǒng)開(kāi)題報(bào)告

畢

業(yè)

論

文

開(kāi)

題

報(bào)

告

1．結(jié)合畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）課題情況，根據(jù)所查閱的文獻(xiàn)資料，撰寫(xiě)2000字左右的文獻(xiàn)綜述：

文

獻(xiàn)

綜

述

一、題目背景和研究意義

溫度是工業(yè)生產(chǎn)中最常見(jiàn)和最基本的參數(shù)之一，在生產(chǎn)過(guò)程中常需對(duì)溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。通常采用單片機(jī)完成對(duì)溫度信息的存儲(chǔ)、實(shí)時(shí)控制、檢測(cè)以及數(shù)字顯示。這對(duì)于提高企業(yè)生產(chǎn)效率、提升產(chǎn)品質(zhì)量、節(jié)約能源等都有重要的作用。為此，本文設(shè)計(jì)了一種溫度采集系統(tǒng)，選用DS18B20數(shù)字溫度傳感器和TI公司的MSP430FG4618單片機(jī)作為主控制器[1]。

采用這種設(shè)計(jì)的溫度采集系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)溫度檢測(cè)、信息存儲(chǔ)、實(shí)時(shí)控制以及數(shù)字顯示，對(duì)于提高企業(yè)生產(chǎn)效率、節(jié)約能源及資源都有重要的作用，具有很大的發(fā)展前景[1]。

二、溫度傳感器及溫度測(cè)量的國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀

2.1

溫度傳感器的國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀

溫度的測(cè)量方法通常分為兩大類(lèi)即接觸式測(cè)溫和非接觸式測(cè)溫。接觸式測(cè)溫是基于熱平衡原理，測(cè)溫時(shí)，感溫元件與被測(cè)介質(zhì)直接接觸，當(dāng)達(dá)到熱平衡時(shí)，獲得被測(cè)物體的溫度，例如，熱電偶，熱敏電阻，膨脹式溫度計(jì)等就屬于這一類(lèi)；非接觸式測(cè)溫基于熱輻射原理或電磁原理，測(cè)溫時(shí)，感溫元件不直接與被測(cè)介質(zhì)接觸，通過(guò)輻射實(shí)現(xiàn)熱交換，達(dá)到測(cè)量的目的，例如，紅外測(cè)溫儀、光學(xué)高溫計(jì)等[2]。

常用的測(cè)溫傳感器有熱電偶，熱電阻，導(dǎo)體溫度傳感器等，由于科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)多使用集成溫度傳感器，這里選用的是DS18B20。

集成溫度傳感器可以分為三類(lèi)：模擬集成溫度傳感器、模擬集成溫度控制器、智能溫度傳感器。

智能式傳感器是一個(gè)以微處理器為內(nèi)核擴(kuò)展了外圍部件的計(jì)算機(jī)檢測(cè)系統(tǒng)。相比一般傳感器，智能式傳感器有如下顯著特點(diǎn)[3]：

1.提高了傳感器的精度

智能式傳感器具有信息處理功能，通過(guò)軟件不僅可修正各種確定性系統(tǒng)誤差(如傳感器輸入輸出的非線性誤差、服度誤差、零點(diǎn)誤差、正反行程誤并等)而且還可適省地補(bǔ)償隨機(jī)誤差、降低噪聲，大大提高了傳感器精度。

2.提高了傳感器的可靠性

集成傳感器系統(tǒng)小型化，消除了傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的某些不可靠因素，改善整個(gè)系統(tǒng)的抗干擾性能；同時(shí)它有自診斷、自校淮和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能(對(duì)于智能結(jié)構(gòu)系統(tǒng)還有自適應(yīng)功能)，具有良好的穩(wěn)定性。

3.提高了傳感器的性能價(jià)格比

在相同精度的需求下，多功能智能式傳感器與單一功能的普通傳感器相比，性能價(jià)格比明顯提高，尤其是在采用較便宜的單片機(jī)后更為明顯。

4.促成了傳感器多功能化

智能式傳感器可以實(shí)現(xiàn)多傳感器多參數(shù)綜合測(cè)量，擴(kuò)大測(cè)量與使用范圍;有一定的自適應(yīng)能力，根據(jù)檢測(cè)對(duì)象或條件的改變，相應(yīng)地改變量程反輸出數(shù)據(jù)的形式;具有數(shù)字通信接口功能，直接送入遠(yuǎn)地計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理；具有多種數(shù)據(jù)輸出形式(如RS232串行輸批，PIO并行輸出，IEE-488總線輸出以及經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換后的模擬量輸出等)，適配各種應(yīng)用系統(tǒng)。

2.2

溫度測(cè)量的國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀

雖然溫度測(cè)量方法多種多樣，但在很多情況下，對(duì)于實(shí)際工程現(xiàn)場(chǎng)或一些特殊條件下的溫度測(cè)量，比如對(duì)極限溫度、高溫腐蝕性介質(zhì)溫度、氣流溫度、表面溫度、固體內(nèi)部溫度分布、微尺寸目標(biāo)溫度、大空間溫度分布、生物體內(nèi)溫度、電磁干擾條件下溫度測(cè)量來(lái)講，要想得到準(zhǔn)確可靠的結(jié)果并非易事，需要非常熟悉各種測(cè)量方法的原理及特點(diǎn)，結(jié)合被測(cè)對(duì)象要求選擇合適的測(cè)量方法才能完成。同時(shí)，還要不斷探索新的溫度測(cè)量方法，改進(jìn)原有測(cè)量技術(shù)，以滿足各種條件下的溫度測(cè)量需求[4]。

溫度是度量物體冷熱程度的一個(gè)物理量，是工業(yè)生產(chǎn)中很普遍、很重要的一個(gè)熱工參數(shù)，許多生產(chǎn)工藝過(guò)程均要求對(duì)溫度進(jìn)行監(jiān)視和控制，特別是在化工、食品等行業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，溫度的測(cè)量和控制直接影響到產(chǎn)品的質(zhì)量和性能。傳統(tǒng)的接觸式測(cè)溫儀表如熱電偶、熱電阻等，因要與被測(cè)物質(zhì)進(jìn)行充分的熱交換，需經(jīng)過(guò)一定的時(shí)間后才能達(dá)到熱平衡，存在著測(cè)溫的延遲現(xiàn)象，故在連續(xù)生產(chǎn)質(zhì)量檢驗(yàn)中存在一定的使用局限。

目前，紅外溫度儀因具有使用方便，反應(yīng)速度快，靈敏度高，測(cè)溫范圍廣，可實(shí)現(xiàn)在線非接觸連續(xù)測(cè)量等眾多優(yōu)點(diǎn)，正在逐步地得以推廣應(yīng)用。表1列出了常用的測(cè)溫方法和特點(diǎn)，其中紅外測(cè)溫作為一種常用的測(cè)溫技術(shù)顯示出較明顯的優(yōu)勢(shì)。

測(cè)溫方法

溫度傳感器

測(cè)溫范圍（℃）

精度%

接觸式

熱電偶

-200~1800

0.2~1.0

熱電偶

-50~300

0.1~0.5

非接觸式

紅外測(cè)溫

-50~300

其它

示溫材料

-35~2000

<1

表1常用測(cè)溫方法和特點(diǎn)

三、課題的基本技術(shù)原理

1.基于MSP430的溫度采集系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

本系統(tǒng)主要由DS18B20溫度傳感器及MSP430單片機(jī)兩部分組成，其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示：

DS18B20溫度傳感器

MSP430單片機(jī)

報(bào)警模塊

按鍵輸入模塊

LCD顯示模塊

電源及復(fù)位模塊

圖1

溫度采集系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖

上述各個(gè)模塊的功能是：

傳感器：將被測(cè)非電量即溫度轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。溫度傳感器的種類(lèi)很多，有熱電偶、熱電阻和熱敏電阻等，這里選用的是DS18B20集成溫度傳感器。

MSP430微處理器：實(shí)現(xiàn)對(duì)從傳感器輸入的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行存儲(chǔ)、控制及顯示等功

能。

按鍵輸入模塊：應(yīng)用軟件程序確定報(bào)警啟動(dòng)的上限溫度及下限溫度。

電源及復(fù)位模塊：為整個(gè)系統(tǒng)提供電源及復(fù)位信號(hào)。

報(bào)警模塊：當(dāng)所測(cè)溫度超過(guò)設(shè)定的上限溫度或下限溫度時(shí)啟動(dòng)，蜂鳴器報(bào)警。

LCD顯示模塊：顯示當(dāng)前所測(cè)得的溫度值。

2.溫度傳感器的選型

2.1

溫度傳感器的選型

本設(shè)計(jì)選用DS18B20溫度傳感器，作為一種數(shù)字化溫度傳感器，DS18B20測(cè)溫時(shí)無(wú)需任何外部元件，可直接輸出9~12位（含符號(hào)位）的被測(cè)溫度值，測(cè)溫范圍為-55ǜ~+125℃；在-10~+85℃范圍內(nèi)測(cè)量精度為±0.5℃，輸出測(cè)量分辨率可謂，最高可達(dá)0.0625℃；支持“單線總線”技術(shù)，僅需要占用一個(gè)通用I/O端口即可完成與單片機(jī)的通信；現(xiàn)場(chǎng)溫度直接以“單線總線”的數(shù)字方式傳輸，大大提高了系統(tǒng)的抗干擾能力。傳感器DS18B20具有體積更小、精度更高、適用電壓更寬、采用一線總線、可組網(wǎng)等優(yōu)點(diǎn)，在實(shí)際應(yīng)用中取得了良好的測(cè)溫效果[5]。

2.2

DS18B20的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及管腳分布

DS18B20主要由4部分組成：64位ROM、溫度傳感器、非揮發(fā)的溫度報(bào)警觸發(fā)器TH和TL、配置寄存器，如圖2

所示。ROM的作用是使每一個(gè)DS18B20都各不相同，這樣就可以實(shí)現(xiàn)一根總線上掛多個(gè)DS18B20的目的。高低溫報(bào)警觸發(fā)器TH和TL、配置寄存器均由一個(gè)字節(jié)的EEPROM組成，使用一個(gè)存儲(chǔ)器功能命令可對(duì)TH、TL或配置寄存器寫(xiě)入[6]。

64位ROM

和單線端口

存儲(chǔ)器和邏輯控制

暫存器

8位CRC產(chǎn)生器

溫度傳感器

上限觸發(fā)TH

下限觸發(fā)TL

電源檢測(cè)

VDDD

DQ

圖2

DS18B20的內(nèi)部結(jié)構(gòu)

DS18B20數(shù)字溫度計(jì)以9位數(shù)字量形式反映器件的溫度值。DS18B20通過(guò)一個(gè)單線接口發(fā)送或接收信息，因此在中央微處理器和DS18B20之間僅需要一條連接線（加上地線）。用于讀寫(xiě)和溫度轉(zhuǎn)換的電源可以從數(shù)據(jù)線本身獲得，無(wú)需外部電源。因?yàn)槊總€(gè)DS18B20都有一個(gè)獨(dú)特的片序列號(hào)，所以多只DS18B20可以同時(shí)連接在一根單線總線上，這樣就可以把溫度傳感器放在許多不同的地方。這一特性在HVAC環(huán)境控制、探測(cè)建筑物、儀器或機(jī)器的溫度以及過(guò)程監(jiān)控和控制等方面非常有用[7]。

GND：接地

DQ：數(shù)據(jù)輸入/輸出腳。對(duì)于單線操作：漏極開(kāi)路

VDD：可選的VDD腳。

3.MSP430的簡(jiǎn)介及功能特性

3.1

MSP430的簡(jiǎn)介

MSP430系列單片機(jī)是美國(guó)德州儀器（TI）1996年開(kāi)始推向市場(chǎng)的一種16位超低

功耗、具有精簡(jiǎn)指令集（RISC）的混合信號(hào)處理器(Mixed

Signal

Processor)。稱(chēng)之為混合信號(hào)處理器，是由于其針對(duì)實(shí)際應(yīng)用需求，將多個(gè)不同功能的模擬電路、數(shù)字電路模塊和微處理器集成在一個(gè)芯片上，以提供“單片”解決方案。該系列單片機(jī)多應(yīng)用于需要電池供電的便攜式儀器儀表中[8]。

3.2

MSP430的功能特性[9-16]

低電源電壓范圍：1.8V至3.6V

超低功耗：主動(dòng)模式：400微安在1MHz，2.2V也可

待機(jī)模式：2.5微安

關(guān)閉模式（RAM保持）：0.35微安

有5種省電模式，待機(jī)到喚醒不到6us

如表2

模式

狀態(tài)

低功耗模式0

LPM0

CPU關(guān)閉，ACLK和SMCLK信號(hào)活動(dòng)，MCLK停止

低功耗模式1

LPM1

CPU關(guān)閉，ACLK和SMCLK信號(hào)活動(dòng),MCLK停止，若沒(méi)有被外圍模塊使用,DCO發(fā)生器關(guān)閉

低功耗模式2

LPM2

CPU關(guān)閉，MCLK和SMCLK停止，-ACLK保持活動(dòng)，DCO發(fā)生器保持活動(dòng)

低功耗模式3

LPM3

CPU關(guān)閉，MCLK和SMCLK停止，-DCO發(fā)生器停止，ACLK保持活動(dòng)

低功耗模式4

LPM4

CPU關(guān)閉，MCLK和SMCLK停止，-ACLK停止，DCO發(fā)生器停止，晶體振蕩器停

表2

MSP430的5種省電模式

16位RISC架構(gòu)，擴(kuò)展內(nèi)存，125ns指令周期時(shí)間

三通道內(nèi)部DMA

12位A/D轉(zhuǎn)換器具有內(nèi)部參考，采樣保持和自動(dòng)掃描功能

電源電壓監(jiān)控器可編程電平檢測(cè)

串行通信接口（USART1的），選擇異步UART或同步SPI的軟件三個(gè)可配置運(yùn)算放大器

FALSH存儲(chǔ)模塊主要特點(diǎn)：

編程可使用位、字節(jié)和字操作

可以通過(guò)JTAG、BSL和ISP進(jìn)行編程

1.8V~3.6V工作電壓，2.7~3.6V編程電壓

數(shù)據(jù)保持時(shí)間從10年到100年不等

可編程次數(shù)從100到

100,000次

60K空間編程時(shí)間<5秒

保密熔絲燒斷后不可恢復(fù)，不能再對(duì)JTAG進(jìn)行任何訪問(wèn)

FALSH

編程/擦除時(shí)間由內(nèi)部硬件控制，無(wú)需任何軟件干涉

參考文獻(xiàn)：

[1]王曉銀，基于MSP430F149單片機(jī)的溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[期刊論文]-微計(jì)算機(jī)信息，2006(22)

[2]姜忠良，陳秀云.溫度的測(cè)量與控制[M].北京:清華大學(xué)出版社,2005：26~27

[3]金永賢，智能化電子產(chǎn)品的低功耗設(shè)計(jì)[J]，華東交通大學(xué)學(xué)報(bào)，200l，18(1)：15-16．

[4]葉湘濱、熊飛麗等.傳感器與測(cè)試技術(shù)[M].北京：國(guó)防工業(yè)出版社，2008：285~28

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Instrument

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guide

2007

[7]

周云波，由DS18B20單線數(shù)字溫度計(jì)構(gòu)成的單線多點(diǎn)溫度測(cè)量系統(tǒng)，1996(2)

[8]祖靜，新概念動(dòng)態(tài)測(cè)試.動(dòng)態(tài)測(cè)試技術(shù)專(zhuān)題，2006

[9]秦龍，MSP430單片機(jī)常用模塊與綜合系統(tǒng)實(shí)例精講，2007

[10]TeaxslnstrumentIncMSP430x15x,MSP430x16x,MSP430x161xmixedsignalmicrocontroller

2007

[11]張文棟，存儲(chǔ)測(cè)試系統(tǒng)的設(shè)計(jì)理論及其應(yīng)用，2004

[12]沈建華、楊艷琴、翟驍曙，MSP430系列16位超低功耗單片機(jī)原理與應(yīng)用，2008

[13]魏小龍，MSP430系列單片機(jī)接口技術(shù)及系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)例，2002

[14]Teaxs

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2007

[15]胡大可，MSP430系列單片機(jī)C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)，2003

[16]魏小龍，MSP430系列單片機(jī)接口技術(shù)及系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)例，2002

２．本課題要研究或解決的問(wèn)題和采用的研究手段（途徑）：

一．本課題所要研究的問(wèn)題：

如何設(shè)計(jì)一個(gè)溫度采集及顯示系統(tǒng)。1.設(shè)計(jì)MSP430單片機(jī)的最小工作系統(tǒng)及其外圍模塊電路；2.學(xué)習(xí)DS18B20溫度傳感器的單總線協(xié)議；

3.調(diào)試各個(gè)功能模塊的程序，使該系統(tǒng)能夠測(cè)量并顯示溫度值；4.檢測(cè)系統(tǒng)的功耗。

二．本課題擬采用的研究手段：

擬設(shè)計(jì)的研究方案框圖如圖3所示。

DS1B20傳感器

Msp430單片機(jī)

時(shí)鐘

復(fù)位系統(tǒng)

電源系統(tǒng)

LED顯示及報(bào)警

圖3

方案的總體設(shè)計(jì)框圖

該方案選用DS18B20作為溫度傳感器、MSP430為主控制器，并將溫度值顯示在LCD顯示屏上。傳感器根據(jù)溫度的變化輸出一定的模擬數(shù)字信號(hào)，該信號(hào)進(jìn)入MSP430中，此過(guò)程需要系統(tǒng)內(nèi)的定時(shí)器按照一定的頻率控制不斷循環(huán)運(yùn)行，從而達(dá)到實(shí)時(shí)采集的目的，采集后的溫度值存儲(chǔ)于FLASH中。最后，經(jīng)LCD液晶顯示屏把溫度顯示出來(lái)，并在必要的時(shí)候報(bào)警。

三．相關(guān)軟件環(huán)境和開(kāi)發(fā)平臺(tái)

軟件平臺(tái)：電路原理圖、PCB板圖制作軟件PROTEL

99SE；MSP430相關(guān)的軟件編程環(huán)境

IAR

硬件平臺(tái)：萬(wàn)用表、示波器、計(jì)算機(jī)等

畢

業(yè)

論

文

開(kāi)

題

報(bào)

告

指導(dǎo)教師意見(jiàn)：

X同學(xué)通過(guò)檢索大量的溫度傳感器及溫度測(cè)量電路的相關(guān)論文資料，對(duì)本課題的研究背景、研究意義、國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀的相關(guān)理論都有了基本的了解。

本設(shè)計(jì)擬采用MSP430芯片完成對(duì)溫度的測(cè)量，同時(shí)涉及單片機(jī)最小系統(tǒng)及低功耗的設(shè)計(jì)。開(kāi)題報(bào)告書(shū)寫(xiě)條理清晰、思路明朗、結(jié)構(gòu)緊湊、有著重點(diǎn)。

該方案合理可行，同意開(kāi)題。

指導(dǎo)教師：

****年**月**日

所在系審查意見(jiàn)：

系主任：

****年**月**日

第五篇：地震數(shù)據(jù)采集實(shí)驗(yàn)報(bào)告參考材料

實(shí)驗(yàn)一 地震數(shù)據(jù)采集實(shí)驗(yàn)

紅色字體部分根據(jù)具體實(shí)驗(yàn)參數(shù)自行修改

一 實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵?/p>

通過(guò)實(shí)驗(yàn)了解地震數(shù)據(jù)的采集方法和觀測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法。二 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

1、了解地震數(shù)據(jù)的采集方法。

2、地震觀測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。

3、實(shí)驗(yàn)觀測(cè)結(jié)果的分析。三 實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備

Summit或Geopen數(shù)字地震儀、100hz地震檢波器12串、錘擊震源1個(gè)、地震采集站2個(gè)（Summit為6個(gè)）。四 實(shí)驗(yàn)原理

參考課本和上課老師講的內(nèi)容，自己總結(jié)。五 實(shí)驗(yàn)步驟

1、畫(huà)出合適的觀測(cè)系統(tǒng)（單邊激發(fā)，每炮12道接收，每炮向前滾動(dòng)1道，共12炮，道間距為1m），合理設(shè)置儀器參數(shù)。

2、將檢波器、采集站、擊發(fā)錘、炮線和儀器連接，檢查儀器的相關(guān)參數(shù)。

3、用擊發(fā)錘多次敲擊地面，產(chǎn)生地震波，由檢波器接收并轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，通過(guò)電纜傳輸?shù)絻x器中，進(jìn)行重復(fù)疊加后記錄到磁盤(pán)上，獲得一張地震記錄。

4、根據(jù)直達(dá)波時(shí)距曲線為直線、反射波時(shí)距曲線近似為雙曲線的特點(diǎn)，在地震記錄中識(shí)別出直達(dá)波、反射波和面波。

5、向前移動(dòng)檢波器排列，并重復(fù)2、3、4和5步驟。五 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

根據(jù)不同類(lèi)型地震波的特點(diǎn)在下圖所示的地震記錄中識(shí)別直達(dá)波、反射波、折射波和面波，并指出直達(dá)波、反射波和折射波時(shí)距曲線的關(guān)系。

六 實(shí)驗(yàn)小結(jié)體會(huì)